專利名稱：一種大功率弧齒傘齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪，具體地說(shuō)是一種大功率弧齒傘齒輪。
背景技術(shù)：
弧齒傘齒輪是一種可以按穩(wěn)定傳動(dòng)比平穩(wěn)、低噪音傳動(dòng)的傳動(dòng)零件，在不同的地區(qū)有不同的名字，又叫弧齒傘齒輪、弧齒傘齒輪、螺旋錐齒輪、圓弧錐齒輪、螺旋傘齒輪等。 弧齒傘齒輪傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比穩(wěn)定，圓弧重疊系數(shù)大，承載能力高，傳動(dòng)平穩(wěn)平順，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)能省料，節(jié)省空間，耐磨損，壽命長(zhǎng)，噪音小。在各種機(jī)械傳動(dòng)中，以弧齒傘齒輪的傳動(dòng)效率為最高，對(duì)各類傳動(dòng)尤其是大功率傳動(dòng)具有很大的經(jīng)濟(jì)效益；傳遞同等扭矩時(shí)需要的傳動(dòng)件傳動(dòng)副最省空間，比皮帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸??；弧齒傘齒輪傳動(dòng)比永久穩(wěn)定，傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是各類機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)中對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求；弧齒傘齒輪工作可靠，壽命長(zhǎng)。弧齒傘齒輪廣泛地用于下列設(shè)備中，例如礦山機(jī)械系列、拉絲機(jī)系列、 水泥立磨機(jī)、油田鉆機(jī)系列、DCY、DBY減速機(jī)萬(wàn)能銑頭、軋鋼機(jī)械系列、裝載機(jī)前后橋系列、 側(cè)向攪拌機(jī)系列、離心式選粉機(jī)系列、立式磨煤機(jī)系列、紡織機(jī)械系列、立式磨煤機(jī)系列。但是，弧齒錐齒輪的幾何特性與嚙合過(guò)程非常復(fù)雜，機(jī)床結(jié)構(gòu)和加工調(diào)整也非常復(fù)雜，同時(shí)加工刀具、機(jī)床調(diào)整、加載變形和裝配誤差等各種因素都會(huì)引起其嚙合、承載及振動(dòng)性能的改變，因此在設(shè)計(jì)和制造中對(duì)弧齒錐齒輪質(zhì)量和性能進(jìn)行控制十分困難。傳統(tǒng)的加工方法是通過(guò)多次試切，多次調(diào)整機(jī)床，以實(shí)現(xiàn)輪齒具有較好的接觸區(qū)，但是試切調(diào)整對(duì)操作人員的要求較高，且加工周期也較長(zhǎng)。TCA (Tooth Contact Analysis,)齒輪接觸分析是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)齒輪嚙合過(guò)程中的齒面接觸情況及傳動(dòng)誤差進(jìn)行分析，從而可在實(shí)際切齒前對(duì)輪齒的嚙合情況進(jìn)行預(yù)控，以減少試切時(shí)間。對(duì)大功率弧齒傘齒輪的加工方法來(lái)說(shuō)，如何保證齒輪齒面的精度和硬度是機(jī)械加工的不斷的追求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種大功率弧齒傘齒輪，解決保證齒輪齒面的精度和硬度的問(wèn)題。本發(fā)明的具體的實(shí)施方案是，設(shè)計(jì)-選材-鍛造-毛坯熱處理-粗加工-精加工-銑齒-拋光-滲碳淬火-磨齒-檢測(cè)。采用17CrNiMo6優(yōu)質(zhì)合金鋼，正火溫度 900^960° C，調(diào)質(zhì)硬度要求達(dá)到HB230 沈0，銑齒單面余磨量控制在0. 3 0. 5mm，滲碳層；Γ3. 5mm深度，淬火齒表面硬度HRC58 62°，芯部硬度HRC35 42°，校正基準(zhǔn)斷面及基準(zhǔn)孔精磨定心孔及定位面，要求跳動(dòng)不大于0. 01 mm。本發(fā)明是提供一種適用于大功率弧齒傘齒輪的加工方法，基于該傘形齒輪的模數(shù) Mn從14加大到25。為了使一種大功率弧齒傘齒輪達(dá)到預(yù)定的使用壽命，必須從設(shè)計(jì)、選材、加工等方面入手，進(jìn)行精心地選擇才能達(dá)到要求。所述設(shè)計(jì)，是根據(jù)選取的基本參數(shù)進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度及彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算和驗(yàn)算，還包括利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)齒輪嚙合過(guò)程中的齒面接觸情況及傳動(dòng)誤差進(jìn)行分析，從而可在實(shí)際切齒前對(duì)輪齒的嚙合情況進(jìn)行預(yù)控，以減少試切時(shí)間。所述選材，是根據(jù)設(shè)計(jì)和加工要求選取材料；所選齒輪材質(zhì)是17CrMM06優(yōu)質(zhì)合金鋼。所述加工，包括毛坯成型、熱處理、粗加工、精加工及齒形加工和表面處理等全部加工過(guò)程。由于齒輪基本參數(shù)的變化，必然引起加工工藝的變化。本發(fā)明著重說(shuō)明熱處理、 粗加工、精加工方面的工藝過(guò)程，換言之，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有承受功率大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，也要求傘形齒輪精度高、齒面硬。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用這樣的一種制造方法，該方法按照以下步驟進(jìn)行鍛造毛坯、毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正及齒形精加工。所述鍛造毛坯，是利用圓柱合金鋼在加熱爐中加熱并在鍛壓機(jī)上鍛打，鍛打成齒坯，其外輪廓留加工余量;Γ5毫米。所述毛坯熱處理包括正火、調(diào)質(zhì)；所述鍛件正火，是將鍛打成型的齒坯放入加熱爐中加熱，然后緩慢冷卻，以去除內(nèi)應(yīng)力和細(xì)化晶粒。所述齒坯加工包括粗加工和精加工； 所述齒形加工包括銑齒；
所述齒面熱處理包括滲氮、表面淬火、回火； 所述精基準(zhǔn)修正包括端面和中心孔的修正。所述齒形精加工包括磨齒、拋光。


圖1該圖是一種大功率弧齒傘齒輪的簡(jiǎn)圖，其中有弧齒傘齒輪1、花鍵軸2。
具體實(shí)施例方式下面給合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。以下對(duì)用于水泥造船及大型減速機(jī)大功率弧齒錐齒輪，承載能力4300千瓦，模數(shù) Mn=25。一種大功率弧齒傘齒輪的制造方法，做更詳細(xì)的說(shuō)明
所述毛坯熱處理包括正火、調(diào)質(zhì)，其正火溫度是900° 960° 0C ,高溫回火步驟在通常的回火爐中進(jìn)行，回火溫度為670 700°C，以消除內(nèi)應(yīng)力及細(xì)化晶粒。所述粗加工，是將經(jīng)過(guò)正火的齒坯進(jìn)行粗車，留較少的加工余量粗車外圓及端面， 留余量1. 5 2mm，鉆鏜花鍵底孔至尺寸。所述探傷，是將粗車的齒坯進(jìn)行無(wú)損探傷，檢查有無(wú)裂紋、夾砂等缺陷。所述精加工，是將經(jīng)過(guò)探傷的齒坯進(jìn)行精加工達(dá)到精度要求。所述銑齒，是將經(jīng)過(guò)探傷的齒坯并進(jìn)行精加工達(dá)到精度要求的齒坯，在銑床上銑出齒型。銑齒單面余磨量控制在0. 3 0. 5mm ；其刀盤切削面是一個(gè)圓錐面，加工出齒輪節(jié)線是圓的一部分，形成弧齒錐齒輪齒面，一般采用收縮齒，因而具有較好的強(qiáng)度性能。所述滲氮，是將齒輪放入滲氮爐中與氮?dú)夤矡?，在齒輪齒的表面形成滲氮層，滲氮層的有效厚度是;Γ3. 5mm。所述表面淬火-回火，是將已形成滲氮層的齒輪齒的表面進(jìn)行淬火并接著回火， 以形成硬齒面；淬火溫度優(yōu)選為98(Tl03(TC，淬火齒表面硬度HRC58 62°，芯部硬度 HRC35 42°。在本發(fā)明中，所述的兩次高溫回火步驟在通常的回火爐中進(jìn)行，第一次回火溫度為670 700°C，，采用水基淬火液作為 冷卻介質(zhì)；第二次回火溫度為580 620°C，采用
空氣冷卻。所述磨齒，是磨到設(shè)計(jì)的粗糙度Ra 0. 5 0. 8um，并不是越光滑越好，太光滑的齒面潤(rùn)滑油膜不易形成，會(huì)使齒輪早期損壞。所述拋光，是利用柔性砂輪對(duì)齒面進(jìn)行磨擦以消除磨損傷痕。拋光步驟采用拋光機(jī)完成；通過(guò)拋光機(jī)對(duì)齒面進(jìn)行粗拋、半精拋、精拋三工序并采用砂圈輪進(jìn)行拋光，所述砂圈對(duì)應(yīng)于粗拋、半精拋、精拋三工序的砂粒度分別為120號(hào)、240號(hào)以及360號(hào)或用柔性織物。采用這樣的方法后，能使表面粗糙度達(dá)到Ra 0.4um，甚至更低，而且沒(méi)有螺旋印痕和振痕。所述檢測(cè)是采用綜合量規(guī)和精美儀器儀表檢測(cè)齒輪精度，符合GB11365-89-6級(jí)。本發(fā)明所提供的大功率弧齒傘齒輪經(jīng)過(guò)使用，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均達(dá)到了要求，適合了的整體要求，取得了良好的效果。
權(quán)利要求
1.一種大功率弧齒傘齒輪，其特征在于包括弧齒傘齒輪和花鍵軸，所述弧齒傘齒輪的模數(shù)Mn=25。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率弧齒傘齒輪，其特征在于所述弧齒傘齒輪選用材料是17CrNiMo6優(yōu)質(zhì)合金鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率弧齒傘齒輪，包括弧齒傘齒輪和花鍵軸，所述弧齒傘齒輪的模數(shù)Mn=25。而其按下列步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)-選材-鍛造-毛坯熱處理-粗加工-精加工-銑齒-拋光-滲碳淬火-磨齒-檢測(cè)。本發(fā)明涉及的齒輪具有壽命長(zhǎng)，精度高和硬度強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H55/06GK102364164SQ20111037227
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者王槐庭, 薛祖敏 申請(qǐng)人:常州市萬(wàn)航工礦設(shè)備有限公司